Algunhas substancias orgánicas e inorgánicas son necesarias para participar na fabricación de semicondutores. Ademais, dado que o proceso sempre se leva a cabo nunha sala limpa con participación humana, os semicondutoresobleasinevitablemente contaminadas por diversas impurezas.
Segundo a orixe e a natureza dos contaminantes, pódense dividir grosso modo en catro categorías: partículas, materia orgánica, ións metálicos e óxidos.
1. Partículas:
As partículas son principalmente algúns polímeros, fotorresistentes e impurezas de gravado.
Estes contaminantes adoitan depender de forzas intermoleculares para adsorberse na superficie da oblea, o que afecta á formación de figuras xeométricas e aos parámetros eléctricos do proceso de fotolitografía do dispositivo.
Estes contaminantes elimínanse principalmente reducindo gradualmente a súa área de contacto coa superficie doobleamediante métodos físicos ou químicos.
2. Materia orgánica:
As fontes de impurezas orgánicas son relativamente amplas, como a graxa da pel humana, as bacterias, o aceite de máquinas, a graxa de aspiradora, as resinas fotorresistentes, os solventes de limpeza, etc.
Estes contaminantes adoitan formar unha película orgánica na superficie da oblea para evitar que o líquido de limpeza chegue á superficie da oblea, o que resulta nunha limpeza incompleta da superficie da oblea.
A eliminación destes contaminantes adoita levarse a cabo no primeiro paso do proceso de limpeza, principalmente empregando métodos químicos como o ácido sulfúrico e o peróxido de hidróxeno.
3. Ións metálicos:
As impurezas metálicas comúns inclúen ferro, cobre, aluminio, cromo, ferro fundido, titanio, sodio, potasio, litio, etc. As principais fontes son diversos utensilios, tubaxes, reactivos químicos e contaminación metálica xerada cando se forman interconexións metálicas durante o procesamento.
Este tipo de impureza elimínase a miúdo por métodos químicos mediante a formación de complexos de ións metálicos.
4. Óxido:
Cando semicondutoresobleasestán expostos a un ambiente que contén osíxeno e auga, formarase unha capa de óxido natural na superficie. Esta película de óxido dificultará moitos procesos na fabricación de semicondutores e tamén conterá certas impurezas metálicas. En determinadas condicións, formarán defectos eléctricos.
A eliminación desta película de óxido adoita completarse mediante o seu remollo en ácido fluorhídrico diluído.
Secuencia xeral de limpeza
Impurezas adsorbidas na superficie do semicondutorobleaspódense dividir en tres tipos: moleculares, iónicos e atómicos.
Entre elas, a forza de adsorción entre as impurezas moleculares e a superficie da oblea é débil, e este tipo de partículas de impureza son relativamente fáciles de eliminar. Trátase principalmente de impurezas oleosas con características hidrofóbicas, que poden proporcionar enmascaramento para as impurezas iónicas e atómicas que contaminan a superficie das obleas semicondutoras, o que non favorece a eliminación destes dous tipos de impurezas. Polo tanto, ao limpar quimicamente as obleas semicondutoras, primeiro débense eliminar as impurezas moleculares.
Polo tanto, o procedemento xeral dos semicondutoresobleaO proceso de limpeza é:
Enxágüe con auga desionizada por desmolecularización-desionización-desatomización.
Ademais, para eliminar a capa de óxido natural da superficie da oblea, é necesario engadir un paso de remollo con aminoácidos diluídos. Polo tanto, a idea da limpeza é primeiro eliminar a contaminación orgánica da superficie; despois disolver a capa de óxido; finalmente, eliminar as partículas e a contaminación metálica e, ao mesmo tempo, pasivar a superficie.
Métodos de limpeza comúns
Os métodos químicos úsanse a miúdo para limpar as obleas de semicondutores.
A limpeza química refírese ao proceso de usar varios reactivos químicos e solventes orgánicos para reaccionar ou disolver impurezas e manchas de aceite na superficie da oblea para desorber impurezas e, a continuación, enxaugar cunha gran cantidade de auga desionizada quente e fría de alta pureza para obter unha superficie limpa.
A limpeza química pódese dividir en limpeza química húmida e limpeza química seca, entre as cales a limpeza química húmida segue a ser a dominante.
Limpeza química húmida
1. Limpeza química húmida:
A limpeza química húmida inclúe principalmente inmersión en solución, fregado mecánico, limpeza ultrasónica, limpeza megasónica, pulverización rotatoria, etc.
2. Inmersión en solución:
A inmersión en solución é un método para eliminar a contaminación superficial mergullando a oblea nunha solución química. É o método máis empregado na limpeza química húmida. Pódense usar diferentes solucións para eliminar diferentes tipos de contaminantes na superficie da oblea.
Normalmente, este método non pode eliminar completamente as impurezas da superficie da oblea, polo que adoitan empregarse medidas físicas como o quecemento, os ultrasóns e a axitación durante a inmersión.
3. Fregado mecánico:
A limpeza mecánica úsase a miúdo para eliminar partículas ou residuos orgánicos na superficie da oblea. Xeralmente pódese dividir en dous métodos:fregado manual e fregado cun limpador.
Fregado manualé o método de fregado máis sinxelo. Úsase un cepillo de aceiro inoxidable para suxeitar unha bóla empapada en etanol anhidro ou outros solventes orgánicos e fregar suavemente a superficie da oblea na mesma dirección para eliminar a película de cera, o po, a cola residual ou outras partículas sólidas. Este método pode causar facilmente rabuñaduras e contaminación grave.
O limpador usa rotación mecánica para fregar a superficie da oblea cun cepillo de la suave ou un cepillo mixto. Este método reduce en gran medida os arañazos na oblea. O limpador de alta presión non raiará a oblea debido á falta de fricción mecánica e pode eliminar a contaminación na ranura.
4. Limpeza por ultrasóns:
A limpeza por ultrasóns é un método de limpeza amplamente utilizado na industria dos semicondutores. As súas vantaxes son un bo efecto de limpeza, un funcionamento sinxelo e tamén a posibilidade de limpar dispositivos e recipientes complexos.
Este método de limpeza realízase baixo a acción de fortes ondas ultrasónicas (a frecuencia ultrasónica habitual é de 20 s a 40 kHz), xerando partes dispersas e densas dentro do medio líquido. A parte dispersa producirá unha burbulla de cavidade case de baleiro. Cando a burbulla de cavidade desaparece, xerarase unha forte presión local preto dela, rompendo as ligazóns químicas nas moléculas para disolver as impurezas na superficie da oblea. A limpeza ultrasónica é máis eficaz para eliminar residuos de fluxo insolubles ou insolubles.
5. Limpeza megasónica:
A limpeza megasónica non só ten as vantaxes da limpeza ultrasónica, senón que tamén supera as súas deficiencias.
A limpeza megasónica é un método de limpeza de obleas que combina o efecto de vibración de alta enerxía (850 kHz) coa reacción química dos axentes de limpeza química. Durante a limpeza, as moléculas da solución son aceleradas pola onda megasónica (a velocidade instantánea máxima pode alcanzar os 30 cmV/s) e a onda de fluído de alta velocidade impacta continuamente na superficie da oblea, de xeito que os contaminantes e as partículas finas adheridas á superficie da oblea se eliminan con forza e entran na solución de limpeza. Engadir surfactantes ácidos á solución de limpeza, por unha banda, pode conseguir o propósito de eliminar partículas e materia orgánica na superficie de pulido mediante a adsorción de surfactantes; por outra banda, mediante a integración de surfactantes e ambiente ácido, pode conseguir o propósito de eliminar a contaminación metálica na superficie da folla de pulido. Este método pode desempeñar simultaneamente o papel de limpeza mecánica e limpeza química.
Na actualidade, o método de limpeza megasónica converteuse nun método eficaz para limpar láminas de pulido.
6. Método de pulverización rotatoria:
O método de pulverización rotatoria é un método que emprega métodos mecánicos para xirar a oblea a alta velocidade e pulveriza continuamente líquido (auga desionizada de alta pureza ou outro líquido de limpeza) sobre a superficie da oblea durante o proceso de rotación para eliminar as impurezas da superficie da oblea.
Este método emprega a contaminación na superficie da oblea para disolvela no líquido pulverizado (ou reaccionar quimicamente con ela para disolvela) e utiliza o efecto centrífugo da rotación de alta velocidade para separar o líquido que contén impurezas da superficie da oblea co tempo.
O método de pulverización rotatoria ten as vantaxes da limpeza química, a limpeza da mecánica de fluídos e a fregada a alta presión. Ao mesmo tempo, este método tamén se pode combinar co proceso de secado. Despois dun período de limpeza con pulverización de auga desionizada, a pulverización detense e utilízase un gas de pulverización. Ao mesmo tempo, pódese aumentar a velocidade de rotación para aumentar a forza centrífuga e deshidratar rapidamente a superficie da oblea.
7.Limpeza química seca
A limpeza en seco refírese á tecnoloxía de limpeza que non emprega solucións.
As tecnoloxías de limpeza en seco que se empregan actualmente inclúen: tecnoloxía de limpeza por plasma, tecnoloxía de limpeza en fase gasosa, tecnoloxía de limpeza por feixe, etc.
As vantaxes da limpeza en seco son un proceso sinxelo e a ausencia de contaminación ambiental, pero o custo é elevado e o ámbito de uso non é amplo polo de agora.
1. Tecnoloxía de limpeza por plasma:
A limpeza por plasma úsase a miúdo no proceso de eliminación de fotorresina. Introdúcese unha pequena cantidade de osíxeno no sistema de reacción do plasma. Baixo a acción dun forte campo eléctrico, o osíxeno xera plasma, que oxida rapidamente a fotorresina a un estado gasoso volátil e é extraída.
Esta tecnoloxía de limpeza ten as vantaxes dun funcionamento sinxelo, alta eficiencia, superficie limpa, ausencia de rabuñaduras e axuda a garantir a calidade do produto no proceso de desgomado. Ademais, non usa ácidos, álcalis nin solventes orgánicos e non presenta problemas como a eliminación de residuos e a contaminación ambiental. Polo tanto, a xente cada vez a valora máis. Non obstante, non pode eliminar o carbono nin outras impurezas de metais non volátiles ou óxidos metálicos.
2. Tecnoloxía de limpeza en fase gasosa:
A limpeza en fase gasosa refírese a un método de limpeza que emprega o equivalente en fase gasosa da substancia correspondente no proceso líquido para interactuar coa substancia contaminada na superficie da oblea para lograr o propósito de eliminar impurezas.
Por exemplo, no proceso CMOS, a limpeza da oblea emprega a interacción entre o HF en fase gasosa e o vapor de auga para eliminar os óxidos. Normalmente, o proceso HF que contén auga debe ir acompañado dun proceso de eliminación de partículas, mentres que o uso da tecnoloxía de limpeza HF en fase gasosa non require un proceso posterior de eliminación de partículas.
As vantaxes máis importantes en comparación co proceso HF acuoso son un consumo químico HF moito menor e unha maior eficiencia de limpeza.
Benvidos a calquera cliente de todo o mundo para que nos visite para unha conversa máis profunda!
https://www.vet-china.com/
https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/
https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/
https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j
Data de publicación: 13 de agosto de 2024